CN109778070B

CN109778070B - 一种钢板及其生产方法

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Publication number: CN109778070B
Application number: CN201910260786.3A
Authority: CN
Inventors: 朱书成; 庞百鸣; 许少普; 李忠波; 张国栋; 刘庆波; 唐郑磊; 康文举; 袁书欣; 张涛; 张占杰; 董真真; 陈熙; 袁永旗; 于飒; 杨春; 袁继恒; 郑海明; 陈良; 全微波
Original assignee: Nanyang Hanye Special Steel Co Ltd
Current assignee: Nanyang Hanye Special Steel Co Ltd
Priority date: 2019-04-02
Filing date: 2019-04-02
Publication date: 2021-02-09
Anticipated expiration: 2039-04-02
Also published as: CN109778070A

Abstract

本发明提供了一种钢板及其生产方法，属于钢板生产技术领域。该钢板的原料包括如下质量含量的化学成分：0.1‑0.25wt％的C、≤0.015wt％的P、≤0.01的S、0.01‑0.04wt％的Als、0.001‑0.005wt％的Ca等，余量为Fe及微量杂质元素。上述钢板的各化学成分组合合理，合金元素使用量低，低温冲击韧性性能好，有利于现场焊接，尤其适合寒冷天气条件下使用。其生产方法包括：按化学成分配比生产铁水，随后依次进行预处理、转炉冶炼、氩站加铝线、LF炉精炼、真空精炼、连铸、铸坯加热、控轧控冷、堆冷及热处理。该方法简单易操作，有利于改善钢板质量，提高钢板的力学性能。

Description

一种钢板及其生产方法

技术领域

本发明涉及钢板生产技术领域，具体而言，涉及一种钢板及其生产方法。

背景技术

耐磨钢板广泛应用于工作条件特别恶劣环境中如采矿、农业、水泥生产、港口、电力以及冶金等机械产品上，要求高强度，高耐磨性能。但目前的钢板需要添加较多合金元素，成本较高，不易焊接，强度和耐磨性能不理想。

发明内容

本发明的第一目的包括提供一种钢板，该钢板的各化学成分组合合理，合金元素使用量低，低温冲击韧性性能好，有利于现场焊接，尤其适合寒冷天气条件下使用。

本发明的第二目的包括提供一种上述钢板的生产方法，该方法简单易操作，有利于改善钢板质量，提高钢板的力学性能。

本发明解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的：

本发明提出一种钢板，该钢板的原料包括如下质量含量的化学成分：0.1-0.25wt％的C、0.2-0.5wt％的Si、1.3-1.6wt％的Mn、≤0.015wt％的P、≤0.01的S、0.1-0.3wt％的Cr、0.2-0.46wt％的Ni、0.005-0.026wt％的Ti、0.001-0.005wt％的B、0.01-0.04wt％的Als、0.001-0.005wt％的Ca，余量为Fe及微量杂质元素。

在一些实施方式中，钢板的原料包括如下质量含量的化学成分：0.15-0.23wt％的C、0.32-0.39wt％的Si、1.42-1.45wt％的Mn、0.008-0.012wt％的P、0.003-0.006的S、0.169-0.236wt％的Cr、0.26-0.46wt％的Ni、0.021-0.026wt％的Ti、0.0013-0.0015wt％的B、0.022-0.026wt％的Als、0.00237-0.00342wt％的Ca，余量为Fe及微量杂质元素。

在一些实施方式中，上述钢板的碳当量CEV≤0.55。

在一些实施方式中，上述钢板的金相组织为板条马氏体和残余奥氏体。

此外，本发明还提出了一种上述钢板的生产方法，包括以下步骤：按化学成分配比生产铁水，随后依次进行预处理、转炉冶炼、氩站加铝线、LF炉精炼、真空精炼、连铸、铸坯加热、控轧控冷、堆冷以及热处理。

本申请提供的钢板及其生产方法的有益效果包括：

本申请提供的钢板的各化学成分组合合理，合金元素使用量低，低温冲击韧性性能好，有利于现场焊接，尤其适合寒冷天气条件下使用。其生产方法简单易操作，有利于改善钢板质量，提高钢板的力学性能。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本申请实施例1生产得到的钢板的金相检测图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。

下面对本申请实施例提供的钢板及其生产方法进行具体说明。

本申请提供的钢板的原料包括如下质量含量的化学成分：0.1-0.25wt％的C、0.2-0.5wt％的Si、1.3-1.6wt％的Mn、≤0.015wt％的P、≤0.01的S、0.1-0.3wt％的Cr、0.2-0.4wt％的Ni、0.005-0.025wt％的Ti、0.001-0.005wt％的B、0.01-0.04wt％的Als(钢中的酸溶铝)、0.001-0.005wt％的Ca，余量为Fe及微量杂质元素。

其中，碳为最有效的固溶强化元素，传统耐磨钢均以高C中Mn为成分设计基础，而本申请中将耐磨钢中的碳含量控制为0.15-0.25％，其原因在于：随着钢中的C含量的增加，强度和耐磨性能提高十分明显，但其对钢的韧性和焊接性能不利。碳含量优选为0.15-0.23wt％，进一步优选为0.22-0.23wt％。

锰能增加奥氏体的稳定性，扩大γ相区的奥氏体，降低淬火时的临界冷却速度，提高钢的淬透性，淬火时的变形也比较小。本申请中将耐磨钢中的锰含量控制为1.3-1.6wt％，其主要用于改善或避免以下问题：锰含量较高时，有使晶粒粗化的倾向，并增加钢的回火脆敏感性，而且容易导致铸坯中出现偏析和裂纹，降低钢板的性能。锰含量优选为1.4-1.5wt％，进一步优选为1.42-1.45wt％。

硅脱氧能力较强，是炼钢常用的脱氧剂，故一般钢中均含Si，适量的硅可显著地减慢回火马氏体在低温(200℃)时的分解速度，增加回火稳定性，并使回火时析出的碳化物不易聚集，对抗裂纹性能有利。本申请中将耐磨钢中的硅含量控制为0.2-0.5wt％，其原因在于：硅含量增加会造成铁、硅的硅酸盐类夹杂物增加，塑性比硫化物低，会降低钢的各种力学性能，而低熔点硅酸盐会增加熔渣和融化金属的流动性，影响焊缝质量。硅含量优选为0.3-0.4wt％，进一步优选为0.32-0.39wt％，更优选为0.35-0.39wt％。

铬在钢中可以形成多种碳化物，提高强度和硬度，并且，其还可以用于降低临界冷却速度和提高钢的淬透性。铬含量为0.1-0.3wt％，优选为0.15-0.25wt％，进一步优选为0.169-0.236wt％。

镍具有较高的强度、韧性和淬透性，将其作为钢板的化学成分抑制，一方面既可强烈提高钢的强度，另一方面又可始终使铁的韧性保持极高的水平。镍的晶格常数与γ-铁相近，可成连续固溶体，有利于提高钢的淬硬性，并且，镍可降低临界点并增加奥氏体的稳定性，故其淬火温度可降低，淬透性好。通常，铬在与镍结合的钢中对性能提高尤其显著，但发明人发现当钢中同时含有铬和镍时，若铬和镍含量过高，会造成钢容易感受回火脆性和易形成白点，因此，本申请中，耐磨钢中铬的含量控制为0.1-0.3wt％同时镍的含量控制为0.2-0.46wt％，镍含量优选为0.26wt％-0.46wt％，进一步优选为0.45wt％-0.46wt％。

钛在本申请中主要用于与碳形成细微的TiC颗粒，该TiC颗粒细小，分布在晶界，可达到细化晶粒的效果。钛含量为0.005-0.026wt％，优选为0.021wt％-0.026wt％，进一步优选为0.025wt％-0.026wt％。

硼在本申请中主要用于提高淬透性，其原理包括：固溶的B向淬火前的奥氏体晶界处偏析，通过抑制铁素体相变，从而提高淬透性。但值得说明的是，硼含量增加会向晶界偏聚增加裂纹敏感性，因此，本申请中耐磨钢中硼的含量控制为0.001-0.005wt％。此外，本申请中钢板的化学成分还包括铝，其目的主要是用来固定氮，以避免或改善奥氏体中硼以BN的形式析出而影响提高淬透性的效果。硼含量优选为0.0013wt％-0.0015wt％。

钙主要用于对钢中硫化物变形处理，球化夹杂物，减轻夹杂物对钢板性能的影响，本申请中由于S含量较低，故对应将钙含量控制在0.001-0.005wt％。钙含量优选为0.00237-0.00342wt％，进一步优选为0.00245-0.00342wt％。

在一些实施方式中，上述钢板的碳当量CEV≤0.55，例如CEV为0.55、0.5、0.45或0.4等，该CEV的计算公式如下：CEV＝C+Mn/6+(V+Mo+Cr)/5+(Ni+Cu)/15，上述范围有利于得到板条马氏体。

本申请中，钢板的金相组织为板条马氏体和残余奥氏体，其中，板条马氏体指含碳量低的奥氏体形成的马氏体，残余奥氏体指发生马氏体转变后，还有一定量未发生转变的奥氏体。在本申请中，板条马氏体的含量≥95％，残余奥氏体的含量≤5％。发明人发现，片状马氏体强度高，其所含的大量细小孪晶会阻碍工件受力时的滑移变形，从而引起加工硬化，韧性差，而板条状马氏体中的孪晶可大量位错，从而可改善钢板的韧性。因此，发明人通过对钢板的化学成分按上述范围进行调节，使其生产后形成的金相组织为板条马氏体而非片状马氏体。

在一些优选地实施方式中，上述钢板的布氏硬度大于400，例如404HBW、406HBW、415HBW、420HBW或426HBW等。

在一些优选地实施方式中，上述钢板在-40℃条件下的冲击功大于100J，优选大于100J，例如105J、110J、137J或146J等。

承上，本申请所提供的高强度钢板各化学成分组合合理，Ni、Cr、Ti和B元素添加量少，降低了合金元素使用量并降低了成本；P和S含量低，Ca进一步降低了S的危害；同时碳当量较低，不仅利于钢板焊接，也改善了钢板的加工性能。此外，该高强度钢板在上述各化学成分的配比下，一方面能够提高淬透性，获得板条马氏体组织，避免片状马氏体产生；另一方面有利于提高钢板的综合强化能力，获得高强度和高耐磨性的钢板；而且还能减少因合金元素添加造成的裂纹敏感性。

此外，本申请还提供了一种上述钢板的生产方法，例如其可包括以下步骤：

按化学成分配比生产铁水，随后依次进行预处理、转炉冶炼、氩站加铝线、LF炉精炼、真空精炼、连铸、铸坯加热、控轧控冷、堆冷以及热处理。

其中，铁水预处理过程中可包括对铁水进行脱硫处理使脱硫后的铁水中所含的S≤0.005wt％。可参考地，上述铁水预处理可采用KR铁水预处理方式。

具体地，上述脱硫处理的脱硫周期可设置为22-26min，如22min、22.5min、23min、23.5min、24min、24.5min、25min或26min等。脱硫温降优选控制为小于等于20℃，如20℃、18℃或15℃等。

在一些实施方式中，脱硫前，对铁水进行扒前渣和扒后渣处理使处理后的液面渣层厚度≤20mm。

进一步地，转炉冶炼过程例如可以包括：将S≤0.005wt％且P≤0.08wt％的铁水加入转炉中进行冶炼使出钢铁水中的P≤0.015wt％、C>0.06wt％且S≤0.03wt％。转炉出钢过程全程吹氩。

作为可选地，入炉的铁水的温度不低于1250℃，如1250℃、1300℃或1500℃等。

在一些实施方式中，出钢结束前进行挡渣使得液面渣层厚度≤20mm。

通过上述转炉冶炼工艺，能够得到合适的碳含量，避免碳氧化。

进一步地，氩站加铝线工艺例如可以包括：氩站一次性加入铝线，强吹氩气2-4min，氩气的流量可以为200-500NL/min(如200NL/min、250NL/min、400NL/min或500NL/min等)。作为可选地，钢液面裸眼直径可控制在190-290mm(如190mm、200mm、250mm或290mm等)，离开氩站温度可以设置为1540-1555℃(如1540℃、1545℃、1550℃以及1555℃等)。

进一步地，LF炉精炼例如可以包括：整个精炼过程吹氩，并进行两次加热，两次加热的时间分别可设置为12-16min(如12min、13min、14min、15min或16min等)和11-13min(如11min、11.5min、12min、12.5min或13min等)。

在一些实施方式中，LF炉精炼的第二次加热过程中根据造渣情况，补加脱氧剂，离站前加入硅钙线。值得说明的是，加硅钙线前关闭氩气。

作为可选地，LF炉精炼过程中的上钢温度可以为1635-1645℃，如1635℃、1640℃或1645℃等。

上述LF精炼采用两次加热，离站前加入硅钙线，可使S含量得到严格控制。

进一步地，真空精炼(VD精炼)过程中，真空度可控制为不超过67Pa，保压时间可不低于15min。破真空后软吹大于5min，软吹过程中钢水不裸露。

在一些实施方式中，VD精炼步骤中还可加入覆盖剂以保证铺满钢液面。加覆盖剂前关闭氩气，上钢温度可控制在1550-1560℃。作为可选地，覆盖剂例如可以选自绝热材料、造渣材料和脱碳材料等，具体可以是碳化稻壳或石灰等。

进一步地，连铸步骤中的浇注温度例如可以为1540-1545℃，拉速可以设置为0.7-0.8m/min(优选为0.75m/min)。

进一步地，铸坯加热例如可以包括预热段、加热段和保温段。其中，预热段的温度可以为900-1000℃(如900℃、950℃、980℃或1000℃等)，加热段的温度可以为1210-1220℃(如1210℃、1215℃或1220℃等)，保温段的温度可以为1180-1210℃(1180℃、1190℃、1200℃或1210℃等)，保温段的保温时间可以为11-16min/cm(11min/cm、12min/cm、13min/cm、14min/cm、15min/cm或16min/cm等)。通过在铸坯加热过程中依次设置预热段、加热段、保温段，并且将保温段温度设置较低、时间较长，有利于均匀成分，防止奥氏体晶粒长大，组织晶粒均匀。

进一步地，控轧控冷步骤可包括第一阶段轧制和第二阶段轧制。

其中，第一阶段轧制的开轧温度可以为1050-1110℃，终轧温度可以为950-1000℃。在一些实施方式中，第一阶段轧制结束时钢板厚度为成品钢板厚度的2-3倍。上述第一阶段轧制工艺可为精轧阶段累计变形量及细化晶粒、位错强化奠定基础。

在一些实施方式中，第二阶段轧制的开轧温度为900-960℃，第二阶段轧制的单道次压下率≥15％，累计压下率≥60％，终轧温度为740-800℃。在一些优选的实施方式中，第二阶段轧制的终轧温度为760-780℃。

上述第二阶段轧制的工艺条件，开轧温度控制在奥氏体未再结晶温度区间，可防止奥氏体发生再结晶，避免钢板晶粒长大，进而出现晶粒大小不一，出现混晶现象；终轧温度一般在Ar3以上，较低终轧温度有利于晶粒进一步细化，提高强度性能。通过轧制温度控制及大压下率的控制，可确保变形奥氏体内部晶粒被压扁拉长，增大晶界有效面积，并形成大量有效的变形带，为奥氏体相变提供更多的形核点，达到细化奥氏体晶粒的目的。

在一些实施方式中，第二阶段轧制结束后，通过控制输送辊道转速，调整钢板在ACC段冷却介质流量，实现钢板以5-20℃/s的速度冷却，出ACC后钢板返红温度控制在580-630℃之间，以更好的控制组织转变，细化晶粒，得到贝氏体+马氏体组织，为下步热处理储备组织基础。在一些优选的实施方式中，返红温度为600-610℃。进一步地，堆冷温度可以为400-450℃，堆冷时间至少为32h。采用上述高温堆冷工艺可有效避免因快速冷却产生的残余应力，引起钢板内部产生裂纹；有利于钢板内部氢的扩散，减少探伤缺陷，降低脆性，改善力学性能。

进一步地，热处理包括淬火处理和回火处理，其中，淬火处理的温度可以为900-950℃，保温时间为2-4min/mm；回火处理的温度可以为100-200℃，保温时间为3-5min/mm。

在一些实施方式中，淬火加热的温度为930℃。

在一些实施方式中，回火处理的温度为150℃。

通过上述淬火与回火结合的热处理工序，得到以板条马氏体为主的金相组织，确保钢板的强度，回火工艺主要用于消除应力，提高伸长率和韧性。

值得说明的是，在上述各生产工艺中，未涉及的工艺内容均可直接参照现有技术，在此不做赘述。

承上，本申请所提供的钢板的生产方法简单易操作，有利于改善钢板质量，提高钢板的力学性能。

以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。

实施例1

按以下化学成分配比生产铁水：

0.15wt％的C、0.32wt％的Si、1.45wt％的Mn、0.008wt％的P、0.003的S、0.169wt％的Cr、0.26wt％的Ni、0.021wt％的Ti、0.0013wt％的B、0.023wt％的Als、0.00237wt％的Ca，余量为Fe及微量杂质元素；其中，碳当量CEV为0.44。

然后按以下工艺步骤生产，包括：

将所得的铁水进行KR铁水预处理：到站铁水扒前渣与扒后渣，液面渣层厚度为18mm，铁水经KR搅拌脱硫后铁水中S含量为0.004wt％。其中，脱硫周期为22min、脱硫温降20℃。

随后进行转炉冶炼：入炉铁水S为0.004wt％、P为0.06wt％，铁水温度为1350℃，出钢过程中吹氩，出钢结束前采用挡渣锥挡渣，液面渣层厚度16mm，出钢铁水P为0.013wt％、C为0.06wt％和S为0.010wt％。

随后进行氩站加铝线：氩站一次性加入铝线，强吹氩气4min，氩气流量为500NL/min，钢液面裸眼直径为285mm，离开氩站温度为1555℃。

随后进行LF炉精炼：整个过程吹氩，加热进行两次，第一次加热12min，第二次加热13min，第二次加热过程中根据造渣情况，补加脱氧剂，离站前加入硅钙线，加硅钙线前关闭氩气，上钢温度为1635℃，脱氧剂为电石。

随后进行VD精炼：真空度为65Pa，保压时间20min，破真空后软吹5min，软吹过程中钢水不裸露，VD精炼步骤中加入石灰保证铺满钢液面，加石灰前关闭氩气，上钢温度为1555℃。

随后进行连铸：浇注温度为1535℃，拉速为0.75m/min。

随后进行铸坯加热：预热段温度为900℃，加热段温度为1210℃，保温段温度为1180℃，保温时间为13min/cm。

随后进行控轧控冷：包括两阶段轧制，第一阶段轧制的开轧温度为1050℃，终轧温度为960℃，第一阶段轧制结束时钢板厚度为成品钢板厚度的3倍。第二阶段轧制的开轧温度为940℃，第二阶段轧制的单道次压下率为18％，累计压下率为66％，终轧温度760℃。轧后冷却，冷却速度为10℃/s，返红温度为600℃。

随后进行堆冷：堆冷温度为450℃，堆冷时间为36h。

随后进行热处理：先于温度为910℃的条件下淬火加热，保温2.0min/mm，然后于100℃的条件下回火处理，保温时间为4min/mm。

所得的钢板的金相检测图如图1所示，由图1可以看出：板条马氏体的含量约95％，残余奥氏体的含量约5％。

实施例2

按以下化学成分配比生产铁水：

0.22wt％的C、0.35wt％的Si、1.42wt％的Mn、0.013wt％的P、0.006的S、0.215wt％的Cr、0.45wt％的Ni、0.025wt％的Ti、0.0015wt％的B、0.022wt％的Als、0.00245wt％的Ca，余量为Fe及微量杂质元素；其中，碳当量CEV为0.53。

然后按以下工艺步骤生产，包括：

将所得的铁水进行KR铁水预处理：到站铁水扒前渣与扒后渣，液面渣层厚度为18mm，铁水经KR搅拌脱硫后铁水中S含量为0.005％。其中，脱硫周期为22min、脱硫温降19℃。

随后进行转炉冶炼：入炉铁水S为0.005wt％、P为0.08wt％，铁水温度为1350℃，出钢过程中吹氩，出钢结束前采用挡渣锥挡渣，液面渣层厚度为18mm，出钢铁水P为0.015wt％、C为0.08wt％和S为0.012wt％。

随后进行氩站加铝线：氩站一次性加入铝线，强吹氩气4min，氩气流量为500NL/min，钢液面裸眼直径为290mm，离开氩站温度为1555℃。

随后进行VD精炼：真空度为67Pa，保压时间20min，破真空后软吹5min，软吹过程中钢水不裸露，VD精炼步骤中加入石灰保证铺满钢液面，加石灰前关闭氩气，上钢温度为1555℃。

随后进行连铸：浇注温度为1535℃，拉速为0.75m/min。

随后进行控轧控冷：包括两阶段轧制，第一阶段轧制的开轧温度为1050℃，终轧温度为960℃，第一阶段轧制结束时钢板厚度为成品钢板厚度的2.5倍。第二阶段轧制的开轧温度为940℃，第二阶段轧制的单道次压下率为18％，累计压下率为65％，终轧温度760℃。轧后冷却，冷却速度为10℃/s，返红温度为600℃。

随后进行堆冷：堆冷温度为450℃，堆冷时间为36h。

随后进行热处理：先于温度为930℃的条件下淬火加热，保温2.5min/mm，然后于150℃的条件下回火处理，保温时间为3.5min/mm。

实施例3

按以下化学成分配比生产铁水：

0.23wt％的C、0.39wt％的Si、1.45wt％的Mn、0.012wt％的P、0.005的S、0.236wt％的Cr、0.46wt％的Ni、0.026wt％的Ti、0.0015wt％的B、0.026wt％的Als、0.00342wt％的Ca，余量为Fe及微量杂质元素；其中，碳当量CEV为0.55。

然后按以下工艺步骤生产，包括：

将所得的铁水进行KR铁水预处理：到站铁水扒前渣与扒后渣，液面渣层厚度为20mm，铁水经KR搅拌脱硫后铁水中S含量为0.005wt％。其中，脱硫周期为21min、脱硫温降19℃。

随后进行转炉冶炼：入炉铁水S为0.005wt％、P为0.08wt％，铁水温度为1350℃，出钢过程中吹氩，出钢结束前采用挡渣锥挡渣，液面渣层厚度为20mm，出钢铁水P为0.015wt％、C为0.08wt％和S为0.012wt％。

随后进行连铸：浇注温度为1535℃，拉速为0.75m/min。

随后进行铸坯加热：预热段温度为900℃，加热段温度为1213℃，保温段温度为1180℃，保温时间为15min/cm。

随后进行控轧控冷：包括两阶段轧制，第一阶段轧制的开轧温度为1050℃，终轧温度为960℃，第一阶段轧制结束时钢板厚度为成品钢板厚度的2倍。第二阶段轧制的开轧温度为950℃，第二阶段轧制的单道次压下率为15％，累计压下率为60％，终轧温度770℃。轧后冷却，冷却速度为16℃/s，返红温度为580℃。

随后进行堆冷：堆冷温度为450℃，堆冷时间为36h。

随后进行热处理：先于温度为930℃的条件下淬火加热，保温2.5min/mm，然后于200℃的条件下回火处理，保温时间为4min/mm。

对比例

按以下化学成分配比生产铁水：

0.15wt％的C、0.60wt％的Si、1.5wt％的Mn、0.009wt％的P、0.003的S、0.5wt％的Cr、0.52wt％的Ni、0.56wt％的Ti、0.0012wt％的B、0.038wt％的Als、0.0030wt％的Ca、0.27wt％的Mo和0.08wt％的V，余量为Fe及微量杂质元素；其中，碳当量CEV为0.60。

然后按专利《CN103194684B》中实施例1工艺步骤生产，轧制过程未采取控轧控冷步骤。

试验例

上述实施例1-3以及对比例中钢板的原料的化学成分(包括含量)及生产所得的钢板的厚度如表1所示。

表1钢板的化学成分含量(wt％)及厚度(mm)

实施例	厚度	C	Si	Mn	P	S	Als	Ti	Cr	Ni	B	Ca
													1	10	0.15	0.32	1.45	0.008	0.003	0.023	0.021	0.169	0.26	0.0013	0.00237
2	20	0.22	0.35	1.42	0.013	0.006	0.022	0.025	0.215	0.45	0.0015	0.00245
													3	40	0.23	0.39	1.45	0.012	0.005	0.026	0.026	0.236	0.46	0.0015	0.00342

表1(续)钢板的化学成分含量(wt％)及厚度(mm)

实施例	厚度	C	Si	Mn	P	S	Als	Ti	Cr	Ni	B	Mo	V	Ca
															对比例	30	0.15	0.60	1.50	0.009	0.003	0.038	0.56	0.50	0.52	0.0012	0.27	0.080	0.0030

按照《GB/T 4338-2006金属材料高温拉伸试验方法》、《GB/T 229-2007金属材料夏比摆锤冲击试验方法》、《GB/T 231.1-2009金属材料布氏硬度试验》试验方法对上述实施例1-3以及对比例所得的钢板进行力学性能测试，其结果如表2所示。

表2钢板的力学性能

进一步地，采用销盘磨损试验对上述实施例1-3以及对比例所得的钢板进行耐磨性能测试，试验条件包括：室温条件下(20℃)，销盘的相对转速为0.75m/s，对钢板施加500N的荷载，每次试验时间为1h，试验12次，相邻两次试验之间时间间隔为15min，记录12次累计磨损量，每个实施例及对比例均重复试验3次(分别以试验次数1-3计)，其结果如表3所示。

表3钢板的耐磨情况

由表2及表3可以看出，在合金元素使用量低的情况下，本申请生产所得的钢板较对比例制得的钢板，无论是在力学性能方面还是在耐磨性能方面均达到或具有更优的性能，其原因可能在于本申请所提供的钢板各化学成分配比以及生产工艺均有利于改善钢板质量，提高钢板的性能。

综上所述，本申请提供的钢板的各化学成分组合合理，合金元素使用量低，低温冲击韧性性能好，有利于现场焊接，尤其适合寒冷天气条件下使用。其生产方法简单易操作，有利于改善钢板质量，提高钢板的力学性能。

以上所述仅为本发明的优选实施方式而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种钢板，其特征在于，所述钢板的原料包括如下质量含量的化学成分：0.15-0.23wt％的C、0.32-0.39wt％的Si、1.42-1.45wt％的Mn、0.008-0.012wt％的P、0.003-0.006的S、0.169-0.236wt％的Cr、0.26-0.46wt％的Ni、0.021-0.026wt％的Ti、0.0013-0.0015wt％的B、0.022-0.026wt％的Als、0.00237-0.00342wt％的Ca，余量为Fe及微量杂质元素；

所述钢板的碳当量CEV为0.4-0.55；

所述钢板的金相组织为板条马氏体和残余奥氏体；所述钢板的布氏硬度大于400和/或所述钢板在-40℃条件下的冲击功大于100J；

所述钢板经以下步骤制备得到：按所述化学成分的配比生产铁水，随后依次进行预处理、转炉冶炼、氩站加铝线、LF炉精炼、真空精炼、连铸、铸坯加热、控轧控冷、堆冷以及热处理；

控轧控冷步骤包括第一阶段轧制和第二阶段轧制，其中，第一阶段轧制的开轧温度为1050-1110℃，终轧温度为950-1000℃；

第二阶段轧制的开轧温度为900-960℃，第二阶段轧制的单道次压下率≥15％，累计压下率≥60％，终轧温度为740-800℃；

第二阶段轧制结束后，钢板进入ACC冷却段以5-20℃/s的速度冷却控制，使钢板出ACC后返红温度为580-630℃；

热处理包括淬火处理和回火处理，其中，淬火处理的温度为900-950℃，保温时间为2-4min/mm；回火处理的温度100-200℃，保温时间为3-5min/mm。

2.如权利要求1所述的钢板的生产方法，其特征在于，铁水预处理过程包括对铁水进行脱硫处理使脱硫后的所述铁水中所含的S≤0.005wt％。

3.根据权利要求2所述的生产方法，其特征在于，脱硫周期为22-26min，脱硫温降≤20℃。

4.根据权利要求2所述的生产方法，其特征在于，脱硫前，对所述铁水进行扒前渣和扒后渣处理使处理后的液面渣层厚度≤20mm。

5.根据权利要求2至4任一项所述的生产方法，其特征在于，转炉冶炼过程包括：将S≤0.005wt％且P≤0.08wt％的所述铁水加入转炉中进行冶炼使出钢铁水中的P≤0.015wt％、C>0.06wt％且S≤0.03wt％。

6.根据权利要求5所述的生产方法，其特征在于，入炉的所述铁水的温度≥1250℃。

7.根据权利要求5所述的生产方法，其特征在于，出钢过程吹氩。

8.根据权利要求5所述的生产方法，其特征在于，出钢结束前进行挡渣使得液面渣层厚度≤20mm。

9.根据权利要求2至4任一项所述的生产方法，其特征在于，LF炉精炼包括：整个精炼过程吹氩，并进行两次加热，两次加热的时间分别为12-16min和11-13min。

10.根据权利要求9所述的生产方法，其特征在于，在LF炉精炼的第二次加热过程中补加脱氧剂，离站前加入硅钙线。

11.根据权利要求9所述的生产方法，其特征在于，LF炉精炼过程中的上钢温度为1635-1645℃。

12.根据权利要求2至4任一项所述的生产方法，其特征在于，铸坯加热包括预热段、加热段和保温段，其中，预热段的温度为900-1000℃，加热段的温度为1210-1220℃，保温段的温度为1180-1210℃，保温段的保温时间为11-16min/cm。

13.根据权利要求2至4任一项所述的生产方法，其特征在于，第一阶段轧制结束时钢板厚度为成品钢板厚度的2-3倍。

14.根据权利要求2至4任一项所述的生产方法，其特征在于，返红温度为600-610℃。

15.根据权利要求2至4任一项所述的生产方法，其特征在于，堆冷温度为400-450℃，堆冷时间至少为32h。

16.根据权利要求2至4任一项所述的生产方法，其特征在于，淬火加热的温度为930℃。

17.根据权利要求2至4任一项所述的生产方法，其特征在于，回火处理的温度为150℃。